1、实验题 (15分)Fe2O3俗称氧化铁红,常用作油漆着色剂。工业以煤矸石(主要成分:SiO2 49.5%;Fe2O3 20.6%;Al2O318.9%,以及MgO、FeO等其他杂质)制备并研究氧化铁红的应用。
(一)制备氧化铁红
1.预处理:将煤矸石粉碎,在350℃下焙烧2小时。
2.加酸溶解:将预处理后的煤矸石溶于质量分数为15%过量的硫酸溶液中,过滤。在滤液中加入的H2O2。
3.调节pH:在上述滤液中加1mol/LNaOH溶液调节溶液的pH,再过滤,得到滤渣。
4.产品处理:将滤渣进行水洗、烘干、煅烧、研磨、过筛得产品。
已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表
沉淀物
| Fe(OH)3
| Al(OH)3
| Fe(OH)2
| Mg(OH)2
|
开始沉淀
| 1.3
| 3.3
| 7.5
| 10.3
|
完全沉淀
| 2.8
| 5.2
| 9.7
| 12.2
|
请回答下列问题:
(1)预处理时,将煤矸石焙烧2小时的目的是?。
(2)酸浸操作中,过量H2SO4的作用是?。
在实验室中进行该操作时,用到玻璃仪器有?、?。
(3)用NaOH溶液调节pH的最佳范围是?。若从第二次过滤的滤液中获取较纯净的硫酸镁晶体,应补充的操作是?、洗涤后,干燥即得。
(4)产品处理时,对滤渣水洗的操作是 ?。
(二)分析与讨论:
(5)产品处理时,煅烧温度对产品的纯度有很大影响。已知温度对产物纯度的影响如图1所示,则煅烧时温度最好控制在?℃。
(6)吸油量是反映氧化铁红表面性质的重要指标。吸油量大,说明氧化铁红表面积较大,则用在油漆中会造成油漆假稠,影响质量。不同浓度的两种碱溶液对产物吸油量影响如图2所示,则上述生产中在调节溶液pH时,选用NaOH溶液而不选用氨水的原因是?。
2、选择题 下列有关氢氧化亚铁及其制备方法的叙述中,不正确的是(?)
A.氢氧化亚铁易被空气氧化
B.氢氧化亚铁为灰绿色絮状沉淀
C.可利用右图所示装置,制备氢氧化亚铁
D.实验中所用氢氧化钠溶液应预先煮沸
3、选择题 将Fe、Cu加入含Fe2+、Fe3+和Cu2+的溶液中充分反应,如Fe有剩余,则反应器中金属元素的存在形式只能是
A.Cu、Fe3+、Fe
B.Fe2+、Fe3+、Fe
C.Cu、Cu2+、Fe
D.Cu、Fe2+、Fe
4、填空题 聚合硫酸铁(PFS)是一种新型高效的无机高分子絮凝剂,广泛用于水的处理.用铁的氧化物为原料来制取聚合硫酸铁,为控制水解时Fe3+的浓度,防止生成氢氧化铁沉淀,原料中的Fe3+必须先还原为Fe2+.实验步骤如下:
(1)用98%的硫酸配制28%的硫酸,所需的玻璃仪器除量筒外,还有______.
(a)玻璃棒 (b)烧杯? (c)烧瓶
(2)步骤II取样分析溶液中Fe2+、Fe3+的含量,目的是______和确定氧化Fe2+所需NaClO3的量:
(a)?控制溶液中Fe2+与Fe3+含量比 (b)?确保铁的氧化物酸溶完全? (c)?确定下一步还原所需铁的量
(3)完成步骤IV中的氧化还原反应:补充产物并配平:
______?Fe2++______ClO3-+______H+=______Fe3++Cl-+______
(4)聚合硫酸铁溶液中SO42?与Fe3+物质的量之比不是3:2.根据下列提供选择的试剂和基本操作,测定聚合硫酸铁产品溶液中SO42?与Fe3+物质的量之比.测定时所需的试剂______.
(a)?NaOH (b)?FeSO4 (c)?BaCl2 (d)?NaClO3
需要测定Fe2O3和______的质量(填写化合物的化学式).
5、实验题 试简述在FeCl3溶液中加入NaOH溶液时的反应现象,并写出有关反应的化学方程式。
现象:______________________________________________;
化学方程式:______________________。